多TDI CCD拼接遥感相机异速成像抗干扰设计

多TDI CCD拼接相机在异速工作模式下，不同通道的CCD图像间会存在相互干扰现象，不同行频差会在图像上产生不同斜率、不同宽度的干扰斜条纹。为了解决此问题，文中对原设计电路系统进行了详细分析和优化设计。首先，从异速时序在不同行周期的相位差别上进行分析，异速模式下不同CCD成像电路时序间存在行频差异，导致各个行周期内CCD个别像元上与其他像元叠加的干扰不一致，是干扰斜条纹产生的原因。然后，采取优化关键信号布线方式、系统地和电源布置、去耦电容接地方式等多方面对电路系统进行了改进，优化多TDI CCD成像系统电路抗异速干扰设计。最后，对改进后的电路系统进行测试，去除干扰斜纹，并将图像均方根噪声水平由21.5 mV降低到4.2 mV。结果表明:采用抗干扰技术，有效地去除了通道间干扰斜纹，提高了图像质量。     

大视场TDI CCD相机焦平面电路一致性设计

针对大视场TDI CCD拼接相机焦平面存在各通道之间性能的差异性较大,导致多通道拼接好的图像存在明显的亮暗差别等问题,提出一种可靠的、有效的焦平面电路一致性设计方法.首先,介绍了TDI CCD拼接相机焦平面电路结构;其次,全面地阐述了影响焦平面电路非均匀性的因素;然后,从关键元器件筛选、关键电路及PCB一致性设计、FPGA软件一致性设计和多通道主时钟一致性设计四个方面进行了多通道焦平面电路的一致性设计;最后,经过实验证明,在饱和曝光量50％的辐照度下焦平面所有通道响应度的标准偏差为71.4,平均数码值的标准偏差为39.6,同时,所有通道中最低信噪比也能满足44.2 dB,所有性能指标满足相机均匀性要求,实现了大视场TDI CCD相机全视场内的高质量成像.     

提高遥感相机电子学成像质量方法

影响遥感相机成像质量的因素很多，为了提高遥感相机电子学成像质量，对核心元器件的信噪比、电路带宽、抑制高频信号干扰和暗电平箝位等影响因素进行了分析，提出了改进方法，并进行了实验验证。达到空间实际应用的要求。     

一种CCD相机的视频处理电路设计与噪声分析

为使CCD相机系统能够捕获到高信噪比的图像,介绍了一种视频处理器TDA9965的应用电路设计,简述了其内部组成框图及工作原理。利用某型号TDI CCD作为系统传感器,成功实现了对CCD输出模拟视频信号的量化处理,能够使相机系统完成实时采集图像等任务。同时分析了视频处理器电路设计对相机系统图像信噪比的影响,以电源噪声为干扰源,具体计算了在电路设计不合理和改进设计后两种情况下,CCD相机图像信噪比的变化,并通过试验测试验证,合理的电路设计可以使图像的信噪比提高20 dB以上,从而说明了视频处理电路合理设计的重要性,为高速高信噪比CCD相机的研制提供了技术基础。     

星敏感器成像电路噪声分析及降噪处理

为了提高星敏感器的探测精度,针对星敏感器成像电路的CCD组件噪声、驱动电路噪声、二次电源噪声以及模/数混合电路的噪声进行了机理分析,并提出了相应的解决方案,经实验验证成像电路输出信号的信噪比得到很大提高。     

CCD成像系统中模拟前端噪声的研究

为了提高CCD成像电子学系统的信噪比,设计了3种模拟前端电路,借助Orcad软件对它们的输出波形进行比较,分析电路结构与噪声产生机理的关系,从理论上比较3种电路结构的噪声水平。然后采用三线阵CCD探测器KLI8023和视频处理器TDA9965在硬件上实现3路模拟前端的电路设计,并通过X64-LVDS采集卡分别将3路图像信息显示在终端机上。每个像元成像50次,统计这50次的均方差（噪声）和信噪比,通过拟合曲线比较三路模拟前端的噪声水平和信噪比。在相同光照条件下,第1路的信噪比达到750dB,第3路只有600dB,验证了理论分析的结果,讨论不同像元频率、带宽与信噪比的关系,为今后的成像系统电路设计提供参考和实验依据。     

多通道扫描CCD相机的低噪声设计

根据CCD戍像电路的特点并结合高速电路信号完整性(SI)和电源完整性(PI)的分析方法,基于16×8线阵CCD器件,设计出具有低噪声、高动态范围的多通道扫描CCD相机.经实际测试,CCD输出信号的均方根噪声降到了0.25mV以下,在饱和信号幅度80%的条件下,信噪比达到了1000:1.

Abstract：

According to the characteristics of CCD imaging circuit and the analysis of Signal Integrality (SI) and Power integrality (PI) in high-speed circuit,based on 16×8 linear scanning CCD sensors,designed is a multi-channel scanning CCD camera with low noise and high dynamic range.Test results show that the RMS noise of CCD output signal decreases to 0.25 mV.And the signal-noise ratio (SNR) reaches 1 000 ： 1 when the amplitude of saturation signal is 80%.     

一种应用于遥感成像系统电源板的设计与仿真

航天遥感任务中,为了得到较高的信噪比及系统稳定性,对二次电源供电系统具有较高的性能要求。DC-DC模块具有高可靠性、高集成度、高效率等优点,广泛应用于航空航天工程项目。然而,DC-DC模块在转换过程中,其固有噪声和外界引入噪声会对整个成像系统的EMI产生很大影响。综合EMI/EMC考虑,系统采用母线电源经滤波器进入电源系统,输出单元与负载间引入滤波电路减小输出纹波。最后,针对整个电源板的直流压降及电流密度分布进行仿真分析,确保了工程应用中的稳定性与可靠性。     

一种红外相机的像面标定

本文通过对红外相机的光机结构、成像介质TDICCD的工作原理、成像原理的简单描述.从光学成像,机械装调的角度出发介绍了一种红外相机的像面标定方法,即相机通过离轴反射式平行光管对黑体上的目标直接成像,通过观察与CCD相连的示波器显示的电信号的幅值强弱来判定是否调准像面.经实际应用证明,该标定方法是一种切实可行的方法,适用于实际工程.     

高信噪比云与气溶胶探测仪成像系统设计

为获取高信噪比的气溶胶遥感数据,针对光谱仪成像系统链路分析了影响云与气溶胶探测仪信噪比的关键因素。结合光谱仪成像电路系统的响应模型,确定了电子学系统信噪比的表达式,针对可见探测器和红外探测器。提出了模块化的高信噪比成像光谱仪电路系统的设计方法,并描述了云与气溶胶探测仪成像电路系统从总体设计到模块设计的完整研制方案。对云与气溶胶探测仪进行辐射定标试验,试验结果表明:可见单机各通道在典型辐亮度条件下最小信噪比为50.9 dB,红外单机各通道在典型辐亮度条件下最小信噪比为62.3 dB,满足指标要求。针对可见探测器和红外探测器的成像电路系统设计方法对其他光谱仪电路系统设计具有借鉴意义。     

Research on high-speed TDICCD remote sensing camera video signal processing

Video signal processing needs high signal-to-noise ratio (SNR) in high-speed time delay and integration charge coupled devices (TDICCD). To solve this problem, this article first analyzes the characteristics of the output video signal of a new type of high-speed TDICCD and its operation principle. Then it studies the correlation double sample (CDS) method of reducing noise. Following that a synthesized processing method is proposed, including correlation double sample, programmable gain control, line calibration and digital offset control, etc. Among the methods, XRD98L59 is a video signal processor for the charge coupled device (CCD). Application of this processor to one kind of high-speed TDICCD with eight output ports achieves perfect video images. The experiment result indicates that the SNR of the images reaches about 50 riB. The video signal processing for high-speed multi-channel TDICCD is implemented, which meets the required project index.     

行间转移型面阵CCD图像采集系统的研究

详细介绍了一种行问转移型面阵CCD的图像采集系统的原理及硬件组成。设计了基于复杂可编程逻辑器件（CPLD）的CCD驱动时序发生器及上电顺序可控的智能电源,采用视频处理专用集成芯片对视频信号进行去噪量化。测试结果表明该系统实现了对面阵CCD信号快速而准确地采集,其硬件电路结构简单、调试灵活、通用可靠,具有一定的实用价值和应用前景。     

旋转元件动态微电压测试电路设计

在旋转元件进行动态测试过程中,信号传输以及测试元件供电需要电线由动态旋转状态装换为静态,这样信号以及供电才能顺利实现.在为电压信号测试过程中,信号较容易受到外界干扰,信噪比较低;需要一个微型并且稳定的多通道信号放大器对信号进行放大.本文利滑环,基于AD620微型放大器设计出一个三通道微型放大器电路来实现对信号的准确采集.     

海洋成像光谱仪信噪比研究

为实现海洋遥感卫星高光谱分辨率及弱目标的探测需求,需要在窄谱段内、低照度下实现高信噪比.通过对成像光谱仪信噪比的推导,建立了成像光谱仪信噪比的评估模型.利用成像光谱仪的光学透过率、光栅的衍射效率、CCD器件的量子效率、CCD暗电流、读出噪声,以及视频噪声等,对海洋水色谱段、中心波长处、典型辐亮度下、5 nm光谱带宽内的系统信噪比进行仿真分析.最后,对系统信噪比进行了测试.测试结果表明:仿真分析正确,此成像光谱仪信噪比可达到60 dB.     

基于CPLD的面阵CCD驱动

为实现对面阵CCD的驱动,采集实时图像,设计了电源驱动和数据转换系统。系统采用复杂可编程逻辑器件（CPLD）对一款薄型背照式面阵CCD进行驱动。使用Verilog硬件描述语言（HDL）编写CPLD控制模块,控制CCD的信号采集、信号转移和信号传输。根据CCD的数据手册,设计CCD所需的电源,以便对其进行驱动。利用A/D芯片中的相关双采样（CDS）特点,对输出的视频信号进行处理,过滤视频信号中的复位噪声和1/f等低频噪声,提高系统的信噪比。该系统采用CPLD作为核心控制器件,充分利用了CPLD高速并行且"可编程"的特点,和CCD对环境变化的高度敏感,使得信号采集和传输的速率均较快,且输出视频信号稳定。     

用图像采集卡实现CCD摄像机信噪比测试的方法

介绍了用高精度图像采集卡实现CCD摄像机信噪比测试的方法,并对CCD摄像机视频信号噪声提取方法进行了研究,提出了基于视频帧内噪声均方根值信噪比的改进算法,采用该算法设计的测试系统经实验证明测量结果准确度高。     

Theoretical analysis and optimization of CDS signal processingmethod for CCD image sensors

The correlated double sampling (CDS) signal processing method used in processing of video signals from CCD image sensors is theoretically analyzed. The CDS signal processing is frequency used to remove noise, which is generated by the reset operation of the floating diffusion charge detection node, from the signal. The derived formulas for the noise power spectral density provide an invaluable insight into the choice of the circuit parameters affecting the noise spectrum. The obtained results are useful for determining the optimum cutoff frequency of the low-pass filter which precedes the sample-and-hold circuit and for finding the optimum size of the input transistor in the first amplifier stage. Once the optimum parameters are determined it is possible to find the minimum electron equivalent noise and the maximum signal-to-noise ratio achievable with this signal processing method. The validity of the derived theoretical results is confirmed by making comparisons with the experimental data     

行间转移型面阵CCD成像系统设计

采用行间转移型面阵CCD KAI-1020作为图像传感器,以现场可编程门阵列（FPGA）为核心控制器,设计并实现了一个完整的成像系统。FPGA产生驱动时序、控制CCD上电顺序、调节曝光时间,并实现数据缓存。CCD模拟视频信号经过预处理,通过同轴电缆传输到CCD专用视频处理器进行相关双采样和模数转换,以10位像素深度输出到FPGA,数字视频信号经过差分芯片驱动以低压差分信号（LVDS）格式输出到数据采集卡。集成化视频处理电路提高了系统的信噪比,改善了成像质量。实验表明,CCD成像系统工作稳定可靠,像素读出时钟为10 MHz时,帧频为10帧/s。设计的CCD成像系统性能好、可靠性高、实现周期短,具有很强的可扩展性。     

Channel assignments for improved gain in baseband array feedcompensation systems

The performance of a real-time digital combining system for use with array feeds has been considered in previous articles. The purpose of the combining operation is to recover signal-to-noise ratio (SNR) losses due to antenna deformations and atmospheric effects. Previously, arbitrary signal powers and noise variances were assumed, but no attempt was made to match the receiver channels to the available signal powers. Here it is shown that for any signal power and noise variance distribution, a “best” channel assignment exists that maximizes the combined SNR in the limit of vanishingly small combining losses. This limit can be approached in practice by observing sufficiently many samples. Specific signal power and noise variance distributions are considered, and it is shown that even relatively “noisy” channels can be used effectively to recover SNR losses resulting from signals diverted out of a “high-quality” channel by antenna deformations